【物理】2019届一轮复习人教版 力学实验 学案

【物理】2019届一轮复习人教版 力学实验 学案

‎【考向解读】 ‎ 高考对物理实验的考查，是在《考试说明》规定的实验基础上进行重组与创新，旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材，是否真正动手做过这些实验，是否能灵活的运用学过的实验理论、实验方法、实验仪器，去处理、分析、研究某些未做过的实验，包括设计某些比较简单的实验等．所给的物理情景和要求跟教材内容多有明显区别，是以教材中实验为背景或素材，通过改变实验条件或增加条件限制，加强对考生迁移能力、创新能力和实验能力的考查．‎ ‎【命题热点突破一】验证力的平行四边形定则 实验的条件是“力的作用效果相同”，因此，在两个分力和一个力分别作用下，同一弹性绳的同一端点必须到达同一位置才能满足实验的验证条件．‎ 例1、【2017·新课标Ⅲ卷】（6分）某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm）的纸贴在水平桌面上，如图（a）所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。‎ ‎（1）用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图（b）所示，F的大小为_______N。‎ ‎（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图（a）中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。‎ ‎（i）用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图（a）中画出力F1、F2的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力F合；‎ ‎（ii）F合的大小为_______N，F合与拉力F的夹角的正切值为________。‎ 若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。‎ ‎【答案】（1）4.0 （2）（i）如图 （ii）4.0 0.05‎ ‎ ‎ ‎【解析】（1）由图可知，F的大小为4.0 N。‎ ‎（2）作力F1、F2的图示，作出合力F合，F合长为20 mm，所以F合大小为4.0 N，F合与拉力F的夹角的正切值为0.05。‎ ‎ 【变式探究】[2016·浙江卷] 某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图1所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验．在保持弹簧伸长‎1.00 cm不变的条件下：‎ 图17‎ ‎(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是________N(图2中所示)，则弹簧秤b的读数可能为________N.‎ ‎(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数________、弹簧秤b的读数________(填“变大”“变小”或“不变”)．‎ ‎【变式探究】‎ ‎(2015·安徽)在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端．用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示．请将以下的实验操作和处理过程补充完整：‎ ‎①用铅笔描下结点位置，记为O；‎ ‎②记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；‎ ‎③只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的示数F3，______________________；‎ ‎④按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；‎ ‎⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F；‎ ‎⑥比较__________的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验．‎ ‎【变式探究】 ‎ ‎　(2015·山东)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则．实验步骤：‎ ‎①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向．‎ ‎②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：‎ F(N)‎ ‎0‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ l(cm)‎ l0‎ ‎10.97‎ ‎12.02‎ ‎13.00‎ ‎13.98‎ ‎15.05‎ 完成下列作图和填空：‎ ‎(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出F－l图线，根据图线求得l0＝________ cm.‎ ‎(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则FOA的大小为________N.‎ ‎(3)根据给出的标度，在图中作出FOA和FOB的合力F′的图示．‎ ‎(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．‎ ‎【解析】　(1)作出F－l图像，求得直线的截距即为l0，可得l0＝10.00 cm；‎ ‎(2)可计算弹簧的劲度系数为 ＝＝ N/m＝50 N/m；若OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则弹簧的弹力F＝ Δl＝50(6.00＋7.60－10.0)×10－2 N＝1.8 N；则此时FOA＝F＝1.8 N；‎ ‎(3)如图；‎ ‎(4)通过比较F′和F′OO的大小和方向，可得出实验结论．‎ ‎【答案】　(1)10.00　(2)1.80　(3)如图　(4)F′OO ‎【命题热点突破二】 验证牛顿第二定律 实验中用砝码(包括砝码盘)的重力G的大小作为小车所受拉力F的大小，这样做会引起系统误差．‎ 例2、 (2016·全国Ⅲ，23，10分)某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N＝5个，每个质量均为0.010 g.实验步骤如下：‎ ‎(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑．‎ ‎(2)将n(依次取n＝1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s—t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.‎ ‎(3)对应于不同的n的a值见下表．n＝2时的s—t图象如图乙所示；由图乙求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表．‎ n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ a/(m·s－2)‎ ‎0.20‎ ‎0.58‎ ‎0.78‎ ‎1.00‎ ‎(4)利用表中的数据在图丙中补齐数据点，并作出a—n图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．‎ ‎ ‎ 乙 　丙 ‎(5)利用a—n图象求得小车(空载)的质量为________ g(保留2位有效数字，重力加速度取g＝9.8 m·s－2)．‎ ‎(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是________(填入正确选项前的标号)．‎ A．a—n图线不再是直线 B．a—n图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a—n图线仍是直线，但该直线的斜率变大 ‎【答案】　(3)0.40(0.37～0.49均给分)　(4)图见解析 ‎(5)0.44(0.43～0.47均给分)　(6)BC ‎【变式探究】如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．‎ ‎③下列不必要的一项实验要求是____________．‎ A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B．应使A位置与光电门间的距离适当大些 C．应将气垫导轨调节水平 D．应使细线与气垫导轨平行 ‎④改变钩码的质量，记录对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出________图像．(选填“t2－F”“－F”或“－F”)．‎ ‎【解析】　①由游标卡尺的图示可知，d＝2 mm＋5×0.05 mm＝2.25 mm；②由遮光条的宽度与时间t，可计算出滑块经过光电门的速度，欲求滑块加速度，则还应该知道A位置到光电门B之间的距离L；③由于 ‎【答案】　①2.25　②A位置到光电门B之间的距离L　③A　④－F ‎【变式探究】‎ 某兴趣小组设计出如图甲所示的实验装置，探究小车的加速度跟合外力的关系，途中与小车左端相连的是测力传感器，小车放置在表面各处粗糙程度相同的水平长木板上．按甲图装配好实验器材，先测出小车运动时所受摩擦阻力，逐渐向砂桶中添加细砂粒，当观察到小车刚开始运动时，记下传感器的最大示数为F0，可认为摩擦阻力为F0.‎ ‎(1)将小车放回初位置并用手按住，继续向砂桶中添加一定量的砂粒，记下传感器的示数F1，接通频率为50 H 的交流电源使打点计时器工作，然后释放小车，打出一条纸带．再继续向砂桶中添加砂粒，多次重复实验，打出多条纸带，图乙为某次实验打出的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个计时点未画出，按时间顺序，取0、1、2、3、4、5、6六个计数点，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离(单位：cm)，分别标注在相应的计数点的下方，则小车的加速度a＝________ m/s2(结果保留三位有效数字) ‎ ‎(2)算出各次小车的加速度和合力F(F＝F1－F0)，获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系图像，纸带与打点计时器间的摩擦可忽略，下列图像可能正确的是________．‎ ‎(3)写出一条提高实验结果准确程度有益的建议__________.‎ ‎【思路点拨】　根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小．根据牛顿第二定律得出a与F的关系式，结合关系式得出正确的图线．本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题的能力．解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．‎ ‎【解析】　(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝0.1 ‎ ‎(2)改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与合力F(F ‎＝F1－F0)的关系图像．由于已经平衡摩擦力，所以图像应该过原点．故D项正确，ABC项错误．‎ ‎(3)提高实验结果准确程度有益的建议：多测量几次，取平均值．‎ ‎【答案】　(1)0.756　(2)AD　(3)多测量几次，取平均值 ‎【命题热点突破三】 验证机械能守恒定律 ‎1．验证机械能守恒定律一般有阻力存在，例如纸带与限位孔之间的，一般重力势能减少量大于动能增加量．‎ ‎2．需要不需要测研究对象的质量要具体问题具体分析．‎ 例3、【2017·天津卷】如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。‎ ‎①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。‎ A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测量出重物的质量 D．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物 ‎②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 H 的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。 ‎ A．OA、AD和EG的长度 B．OC、BC和CD的长度 C．BD、CF和EG的长度 D．AC、BD和EG的长度 ‎【答案】①AB ②BC CF之间的距离h，可以来验证机械能守恒定律，故C正确；AC、BD和EG的长度可分别求出打BCF三点的速度，但BC、CF、BF之间的距离都无法求出，无法验证机械能守恒定律，故D错误。‎ ‎ 【变式探究】(2016·江苏物理，11，10分)某同学用如题图甲所示的装置验证机械能守恒定律．一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方．在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条．将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出，取v＝作为钢球经过A点时的速度．记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔE ，就能验证机械能是否守恒．‎ 甲 ‎(1)用ΔEp＝mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离．‎ A．钢球在A点时的顶端 B．钢球在A点时的球心 C．钢球在A点时的底端 ‎ ‎(2)用ΔE ＝mv2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，其读数为________cm.某次测量中，计时器的示数为0.010 0 s，则钢球的速度为v ‎＝________ m/s.‎ 乙 ‎(3)下表为该同学的实验结果：‎ ΔEp(×10－2 J)‎ ‎4.892‎ ‎9.786‎ ‎14.69‎ ‎19.59‎ ‎29.38‎ ΔE (×10－2 J)‎ ‎5.04‎ ‎10.1‎ ‎15.1‎ ‎20.0‎ ‎29.8‎ 他发现表中的ΔEp与ΔE 之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的．你是否同意他的观点？请说明理由．‎ ‎(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议．‎ ‎(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算ΔE ，将v折算成钢球的速度v′＝v.‎ ‎【答案】　(1)B　(2)1.50(1.49～1.51都算对)　1.50(1.49～1.51都算对)　(3)见解析　(4)见解析 ‎【变式探究】用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，在m1拖着的纸带上打出一系列的点，打点计时器的打点频率为50 H ，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带，0‎ 是打下的第一个点，相邻两计数点间均有4个点未画出，计数点间的距离如图所示．已知m1＝50 g、m2＝150 g(g取9.8 m/s2，所有结果均保留三位有效数字)，求：‎ ‎(1)下面给出了该实验的操作步骤：‎ A．按照图示的装置安装实验器材 B．将打点计时器接到直流电源上 C．先释放m2，再接通电源，在纸带打下一系列点迹 D．挑选点迹清晰的纸带进行测量 E．根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能 其中操作不当的步骤是：________.‎ ‎(2)在打0－5点过程中系统动能的增加量ΔE ________J，系统重力势能的减少量ΔEp________J，在误差允许范围内验证了机械能守恒．‎ ‎(3)某同学作出了－h图线，则据图线得到的重力加速度g＝________ m/s2.‎ ‎【解析】实验中涉及打点计时器的工作条件和操作顺序，根据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量，比较动能增加量和重力势能减小量之间的关系可以得出机械能是否守恒；根据图像的物理意义可知，图像的斜率大小等于物体的重力加速度大小．‎ ‎(1)打点计时器必须在交流电源上才能工作；利用打点计时器时，须先让打点计时器工作，再去让纸带 由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．‎ ‎(3)本题中根据机械能守恒可知，mgh＝mv2，即有 v2＝gh，所以v2－h图像中图像的斜率表示重力加速度 由图可知，斜率 ＝9.67，故当地的实际重力加速度g＝9.67 m/s2.‎ ‎【答案】　(1)BC　②0.576　0.588　(3)9.67‎ ‎【变式探究】‎ 某实验小组利用电磁打点计时器和如图的其他器材开展多项实验探究，选择了一条符合实验要求的纸带，数据如图(相邻计数点的时间为T)，回答下列问题：‎ ‎(1)按装置安装器材时，纸带应穿过电磁打点计时器的限位孔从复写纸的________(填“上”或“下”)表面通过．‎ ‎(2)若是探究重力做功和物体动能的变化的关系．需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试写出在E点时重锤运动的瞬时速度vE＝________(用题中字母表示)．‎ ‎(3)若是测量重力加速度g.为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g＝________(用题中字母表示)．‎ ‎(4)如果研究重锤在AE运动过程中机械能守恒时，重锤增加的动能总是小于减小的重力势能，造成实验误差的主要原因是__________________________________________________(只写一条)．‎ ‎【思路点拨】　本题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，熟练应用所学基本规律解决实验问题．要会从下面三个方面分析得出正确答案：(1)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均 ‎【答案】　(1)下　(2) ‎(3) ‎(4)重锤克服阻力做功(或阻力对重锤做负功)‎ ‎【命题热点突破四】 研究匀变速直线运动 ‎1．如何选取纸带和计数点 要选取点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，在便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点，依次为A、B、C……如图所示，测出相邻计数点间的距离x1、x2、x3、x4、x5、x6……利用打下点的纸带和测量的有关数据便可以进行计算．‎ ‎2．求任一计数点对应的瞬时速度v 如vB＝(其中T＝5×0.02 s＝0.1 s)．‎ ‎3．利用“逐差法”求加速度a a＝.‎ ‎4．验证牛顿第二定律时 ‎(1)实验用的是控制变量法；‎ ‎(2)将砂桶或钩码重力视为小车所受合外力，必须满足小车和砝码的总重量远远大于砂桶的重量；‎ ‎(3)在平衡摩擦力时，要将一端垫高，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源．‎ 例4、‎ ‎【2017·新课标Ⅰ卷】（5分）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴）‎ ‎（1）由图（b）可知，小车在桌面上是____________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。‎ ‎（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为___________m/s，加速度大小为____________m/s2。（结果均保留2位有效数字）‎ ‎【答案】（1）从右向左 （2）0.19 0.037‎ ‎【变式探究】【2017·新课标Ⅱ卷】（6分）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。‎ 实验步骤如下：‎ ‎①如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；‎ ‎②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间∆t；‎ ‎③用∆s表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示，表示滑块在挡光片遮住光线的∆t时间内的平均速度大小，求出；‎ ‎④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；‎ ‎⑤多次重复步骤④；‎ ‎⑥利用实验中得到的数据作出–∆t图，如图（c）所示。‎ 完成下列填空：‎ ‎（1）用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA、a和∆t的关系式为= 。‎ ‎（2）由图（c）可求得，vA= cm/s，a= cm/s2。（结果保留3位有效数字）‎ ‎【答案】 52.1 16.3(15.8~16.8)‎ ‎【变式探究】某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50 H .‎ ‎(1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点________和________之间某时刻开始减速．‎ ‎(2)计数点5对应的速度大小为________ m/s，计数点6对应的速度大小为________ m/s.(保留三位有效数字)‎ ‎(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a＝________ m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值________(填“偏大”或“偏小”)．‎ ‎【解析】　(1)从计数点1到6相邻的相等时间内的位移差Δx≈2.00 cm，在6、7计数点间的位移比5、6之间增加了(12.28－11.01) cm＝1.27 cm<2.00 cm，因此，开始减速的时刻在计数点6和7之间．‎ ‎(2)计数点5对应的速度大小为 v5＝＝ m/s＝1.00 m/s.‎ 物块做减速运动时受到的阻力包括水平桌面的摩擦阻力和打点计时器对纸带的摩擦阻力，因此根据牛顿第二定律，得μmg＋f＝ma，即μ＝，因此用μ′＝计算出的动摩擦因数比μ的真实值偏大．‎ ‎【答案】　(1)6　7(或7　6)　(2)1.00　1.20‎ ‎(3)2.00　偏大 ‎【变式探究】 ‎ 如图(a)所示，竖直平面内固定一斜槽，斜槽中放有若干个直径均为d的小铁球，紧靠斜槽末端固定有电磁铁，闭合开关 ，电磁铁吸住第1个小球．手动敲击弹性金属片M，M与触头瞬间分开，第1个小球从O点开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球．当第1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个小球从O点开始下落……‎ 某兴趣小组利用此装置测定重力加速度，请回答下列问题：‎ ‎(1)利用游标卡尺测量小球的直径d，如图(b)所示，读数为________ mm.‎ ‎(2)用刻度尺测出OM＝1.462 m，手动敲击M的同时按下秒表开始计时，若10个小球下落的总时间为5.5 s，则当地的重力加速度g＝________ m/s2(保留两位有效数字)；‎ ‎(3)若在O点的正下方A点固定一光电门(图中未画出)，测出OA＝h，小球经过光电门的时间为Δt，则小球通过光电门时的速度v＝________，可求得当地的重力加速度g＝________.(用已知量和测得量的符号表示)‎ ‎【思路点拨】　本题中的游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．首先要明确电路结构、实验原理即可正确解答；根据自由落体运动规律h＝gt2，可以求出重力加速度大小．由于测量自由落体的重力加速度，类比对应的公式可知，由刻度尺读出两光电门的高度差，由光电计时器读出小球从光电门1到光电门2的时间，根据匀变速直线运动位移时间公式列出等式求解．要掌握游标卡尺的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数．对于实验问题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，熟练应用所学基本规律解决实验问题．‎ ‎【答案】　(1)9.30　(2)9.7　(3)　 ‎【命题热点突破五】探究弹力和弹簧伸长量的关系 该实验要注意区分弹簧总长度和弹簧伸长量．对探索性实验，要根据描出的点的走向，尝试判定函数关系．(这一点和验证性实验不同．)可以扩展为橡皮筋、弹性绳．‎ 例5、[2016·浙江卷] 某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图1所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验．在保持弹簧伸长‎1.00 cm不变的条件下：‎ 图17‎ ‎(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是________N(图2中所示)，则弹簧秤b的读数可能为________N.‎ ‎(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数________、弹簧秤b的读数________(填“变大”“变小”或“不变”)．‎ ‎【答案】(1)3.00～3.02　3.9～4.1(有效数不作要求)　(2)变大　变大 ‎【解析】(1)由图可知弹簧秤a的读数是F1＝3.00 N；因合力为F＝ x＝500×0.01 N＝5 N，两分力夹角为90°，则另一个分力为F2＝＝4.0 N.‎ ‎(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC夹角，根据力的平行四边形法则可知，弹簧秤a的读数变大，弹簧秤b的读数变大．‎ ‎ 【变式探究】‎ ‎(2015·四川)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1＝________ cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2＝________ N(当地重力加速度g＝9.8 m/s2)．要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是________．作出F－x曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系．‎ ‎【答案】　25.82　0.98　弹簧的原长l0‎ ‎【变式探究】‎ 某探究学习小组的同学欲以下图装置中的滑块为研究对象“验证动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、天平、刻度尺、细沙等材料．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放沙桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：‎ ‎(1)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m、滑块的质量M两者应满足的条件是________，而且实验时还需要有________的步骤．‎ ‎(2)在(1)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M.向沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取OABC四点，量得各计数点间的距离分别为x1、x2、x3.若研究滑块的AB段，本实验最终要验证的数学表达式为________(用题中的字母表示，重力加速度为g，打点计时器所接交变电流的周期为T)．‎ ‎ 【思路点拨】　实验前要平衡摩擦力，使滑块受到的合力等于沙和沙桶的重力；只有在滑块质量远大于沙和沙桶总质量的情况下，才可近似认为滑块受到的拉力等于沙和沙桶的重力．由匀变速运动的推论求出滑块的瞬时速度，代入动能定理表达式即可正确解题．该题考查了力学实验的基本操作和数据处理，正确解答这些问题的关键是明确实验原理，提高应用基本物理规律解决实验问题的能力．‎ ‎【答案】　(1)M≫m　平衡滑块摩擦力 ‎(2)(x1＋2x2＋x3)(x3－x1)＝mgx2‎ ‎【命题热点突破六】探究动能定理 本实验关键是确保测量的是物体所受合力做的功，其次物体的初动能、末动能也是测量的关键．‎ 例6、【2017·北京卷】（18分）如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。‎ ‎（1）打点计时器使用的电源是_______（选填选项前的字母）。‎ A．直流电源 B．交流电源 ‎（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______（选填选项前的字母）。‎ A．把长木板右端垫高 B．改变小车的质量 在不挂重物且_______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。‎ A．计时器不打点 B．计时器打点 ‎（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示。‎ 实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_________，打B点时小车的速度v=_________。‎ ‎（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。‎ ‎（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2–W关系的是________。‎ ‎【答案】（1）B （2）A B （3）mgx2 （4）v2= W， =（4.5~5.0） g–1 质量 （5）A ‎【解析】（1）打点计时器均使用交流电源，选B。‎ ‎（2）平衡摩擦和其他阻力，是通过垫高木板右端，构成斜面，使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡，选A；平衡摩擦力时需要让打点计时器工作，纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力，且可以通过纸带上 ‎（5）若m不满足远小于M，则由动能定理有，可得，v2与W仍然成正比关系，选A。‎ ‎ 【变式探究】‎ ‎(2016·全国Ⅱ，22，6分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图甲所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．‎ ‎(1)实验中涉及下列操作步骤：‎ ‎①把纸带向左拉直 ‎②松手释放物块 ‎③接通打点计时器电源 ‎④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量 上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)．‎ ‎(2)图乙中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50 H .由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s.比较两纸带可知，________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．‎ ‎【答案】　(1)④①③②　(2)1.29　M ‎【变式探究】为了探究动能定理，某学习小组在实验室组装了如图1所示的装置，备有下列器材：‎ 打点计时器、学生电源、导线、纸带、复写纸、天平、细沙、滑块、沙桶、木板 他们称量滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m.当滑块连接上纸带，让细线跨过滑轮并悬挂空的小桶时，滑块处于静止状态．要完成该实验，请回答下列问题：‎ ‎(1)要完成本实验，还缺少的实验器材是________；‎ ‎(2)实验开始前，首先要________；实验中要保证满足的实验条件是________．‎ ‎(3)在满足(2)问的条件下，让小桶带动滑块加速运动，如图2所示为打点计时器所打的纸带的一部分，图中A、B、C、D、E是按时间先后顺序确定的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间的距离标注在图上，当地重力加速度为g，则在B、D两点间对滑块用实验验证动能定理表达式为________．(用题中所给的表示数据的字母表示)‎ ‎(3)在B、D两点间，根据动能定理实验要验证的表达式为：mg(x2＋x3)＝Mv－Mv 而根据匀变速直线运动的推论得知，vB＝，vD＝ ‎【答案】　(1)刻度尺　(2)平衡摩擦力　m远小于M ‎(3)mg(x2＋x3)＝[(x3＋x4)2－(x1＋x2)2]‎ ‎ 【高考真题】‎ ‎1．【2017·新课标Ⅰ卷】（5分）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴）‎ ‎（1）由图（b）可知，小车在桌面上是____________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。‎ ‎（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为___________m/s，加速度大小为____________m/s2。（结果均保留2位有效数字）‎ ‎【答案】（1）从右向左 （2）0.19 0.037‎ ‎2．【2017·新课标Ⅲ卷】（6分）某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm）的纸贴在水平桌面上，如图（a）所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。‎ ‎（1）用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图（b）所示，F的大小为_______N。‎ ‎（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图（a）中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。‎ ‎（i）用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图（a）中画出力F1、F2的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力F合；‎ ‎（ii）F合的大小为_______N，F合与拉力F的夹角的正切值为________。‎ 若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。‎ ‎【答案】（1）4.0 （2）（i）如图 （ii）4.0 0.05‎ ‎ ‎ ‎【解析】（1）由图可知，F的大小为4.0 N。‎ ‎（2）作力F1、F2的图示，作出合力F合，F合长为20 mm，所以F合大小为4.0 N，F合与拉力F的夹角的正切值为0.05。‎ ‎3．【2017·新课标Ⅱ卷】（6分）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。‎ 实验步骤如下：‎ ‎①如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；‎ ‎②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间∆t；‎ ‎③用∆s表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示，表示滑块在挡光片遮住光线的∆t时间内的平均速度大小，求出；‎ ‎④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；‎ ‎⑤多次重复步骤④；‎ ‎⑥利用实验中得到的数据作出–∆t图，如图（c）所示。‎ 完成下列填空：‎ ‎（1）用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA、a和∆t的关系式为= 。‎ ‎（2）由图（c）可求得，vA= cm/s，a= cm/s2。（结果保留3位有效数字）‎ ‎【答案】 52.1 16.3(15.8~16.8)‎ ‎4．【2017·天津卷】如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。‎ ‎①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。‎ A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测量出重物的质量 D．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物 ‎②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 H 的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。‎ A．OA、AD和EG的长度 B．OC、BC和CD的长度 C．BD、CF和EG的长度 D．AC、BD和EG的长度 ‎【答案】①AB ②BC ‎【解析】重物选用质量和密度较大的金属锤，减小空气阻力，以减小误差，故A正确；两限位孔在同一竖直面内上下对正，减小纸带和打点计时器之间的阻力，以减小误差，故B正确；验证机械能守恒定律的原理是： ，重物质量可以消掉，无需精确测量出重物的质量，故C错误；用手拉 ‎5．【2017·北京卷】（18分）如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。‎ ‎（1）打点计时器使用的电源是_______（选填选项前的字母）。‎ A．直流电源 B．交流电源 ‎（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______（选填选项前的字母）。‎ A．把长木板右端垫高 B．改变小车的质量 在不挂重物且_______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。‎ A．计时器不打点 B．计时器打点 ‎（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示。‎ 实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_________，打B点时小车的速度v=_________。‎ ‎（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。‎ ‎（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2–W关系的是________。‎ ‎【答案】（1）B （2）A B （3）mgx2 ‎ ‎（4）v2= W， =（4.5~5.0） g–1 质量 （5）A ‎【解析】（1）打点计时器均使用交流电源，选B。‎ ‎（2）平衡摩擦和其他阻力，是通过垫高木板右端，构成斜面，使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡，选A；平衡摩擦力时需要让打点计时器工作，纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力，且可以通过纸带上 ‎（5）若m不满足远小于M，则由动能定理有，可得，v2与W仍然成正比关系，选A。‎ ‎6．【2017·江苏卷】（8分）利用如题10–1图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系．小车的质量为M=200.0 g，钩码的质量为m=10.0 g，打点计时器的电源为50 H 的交流电．‎ ‎（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_____________________．‎ ‎（2）挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如题10–2图所示．选择某一点为O，依次每隔4个计时点取一个计数点．用刻度尺量出相邻计数点间的距离，记录在纸带上．计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1=______m/s．‎ ‎（3）将钩码的重力视为小车受到的拉力，取g=9.80 m/s，利用W=mg算出拉力对小车做的功W．利用算出小车动能，并求出动能的变化量．计算结果见下表．‎ ‎2.45‎ ‎2.92‎ ‎3.35‎ ‎3.81‎ ‎4.26‎ ‎2.31‎ ‎2.73‎ ‎3.12‎ ‎3.61‎ ‎4.00‎ 请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出图象．‎ ‎（4）实验结果表明，总是略小于W ‎．某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的．用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=__________N．‎ ‎【答案】（1）小车做匀速运动 （2）0.228 （3）如图所示 （4）0.093‎ ‎【解析】（1）小车能够做匀速运动，纸带上打出间距均匀的点，则表明已平衡摩擦；（2）相临计数点间时间间隔为T=0.1 s，；（3）描点画图，如图所示。‎ ‎；‎ ‎（4）对整体，根据牛顿第二定律有：mg=（m+M）a，钩码：mg–FT=ma，联立解得绳上的拉力：．‎ ‎1．[2016·四川理综，8(Ⅰ)，6分]用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能．将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连．先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x.‎ ‎ (1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是________．‎ ‎(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________．‎ A．弹簧原长 B．当地重力加速度 C．滑块(含遮光片)的质量 ‎(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将________．‎ A．增大 B．减小 C．不变 ‎2．[2016·天津理综，9(2)]某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动．‎ ‎(1)实验中，必要的措施是________．‎ A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．小车的质量远大于钩码的质量 D．平衡小车与长木板间的摩擦力 ‎(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 H 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)．s1＝3.59 cm，s2＝4.41 cm，s3＝5.19 cm，s4＝5.97 cm，s5＝6.78 cm，s6＝7.64 cm.则小车的加 速度a＝__________m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB＝______m/s2(结果均保留2位有效数字)．‎ ‎【答案】　(1)AB　(2)0.80　0.40‎ ‎3．(2016·浙江理综，21，10分)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图甲所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验．在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下，‎ ‎(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是________N(图乙中所示)，则弹簧秤b的读数可能为________N.‎ ‎(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数、弹簧秤b的读数(填“变大”“变小”或“不变”)．‎ ‎【解析】　(1)弹簧秤的读数应注意估读，由题图乙可知弹簧秤a的读数为3.00 N．由题意知弹簧OC的弹力大小FOC＝ x＝5 N，即弹簧秤a、b的合力大小应当等于5 N，因为它们之间的夹角为90°，当a的读数为3.00 N时，b的读数理论值应为4.00 N.‎ ‎【答案】　(1)3.00～3.02　3.9～4.1(有效数不作要求)　(2)变大　变大 ‎4．(2016·全国Ⅲ，23，10分)某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N＝5个，每个质量均为0.010 g.实验步骤如下：‎ ‎(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑．‎ ‎(2)将n(依次取n＝1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s—t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.‎ ‎(3)对应于不同的n的a值见下表．n＝2时的s—t图象如图乙所示；由图乙求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表．‎ n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ a/(m·s－2)‎ ‎0.20‎ ‎0.58‎ ‎0.78‎ ‎1.00‎ ‎(4)利用表中的数据在图丙中补齐数据点，并作出a—n图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．‎ ‎ ‎ 乙 　丙 ‎(5)利用a—n图象求得小车(空载)的质量为________ g(保留2位有效数字，重力加速度取g＝9.8 m·s－2)．‎ ‎(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是________(填入正确选项前的标号)．‎ A．a—n图线不再是直线 B．a—n图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a—n图线仍是直线，但该直线的斜率变大 ‎【答案】　(3)0.40(0.37～0.49均给分)　(4)图见解析 ‎(5)0.44(0.43～0.47均给分)　(6)BC ‎5．(2016·全国Ⅰ，22，5分)某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 H 、30 H 和40 H .打出纸带的一部分如图乙所示．‎ 该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他题给条件进行推算．‎ ‎ (1)若从打出的纸带可以判定重物匀加速下落，利用f 和图乙中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度大小为________．‎ ‎(2)已测得s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm，当地重力加速度大小为9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1 .由此推算出f为________H ‎【解析】　(1)计算打出B点时重物下落的瞬时速度，可以计算AC段平均速度，即vB＝，且 ‎【答案】　(1)　　　(2)40‎ ‎6．(2016·全国Ⅱ，22，6分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图甲所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．‎ ‎(1)实验中涉及下列操作步骤：‎ ‎①把纸带向左拉直 ‎②松手释放物块 ‎③接通打点计时器电源 ‎④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量 上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)．‎ ‎(2)图乙中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50 H .由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s.比较两纸带可知，________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．‎ ‎【答案】　(1)④①③②　(2)1.29　M ‎7．(2016·江苏物理，11，10分)某同学用如题图甲所示的装置验证机械能守恒定律．一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方．在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条．将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出，取v＝作为钢球经过A点时的速度．记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp 与动能变化大小ΔE ，就能验证机械能是否守恒．‎ 甲 ‎(1)用ΔEp＝mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离．‎ A．钢球在A点时的顶端 B．钢球在A点时的球心 C．钢球在A点时的底端 ‎(2)用ΔE ＝mv2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，其读数为________cm.某次测量中，计时器的示数为0.010 0 s，则钢球的速度为v＝________ m/s.‎ 乙 ‎(3)下表为该同学的实验结果：‎ ΔEp(×10－2 J)‎ ‎4.892‎ ‎9.786‎ ‎14.69‎ ‎19.59‎ ‎29.38‎ ΔE (×10－2 J)‎ ‎5.04‎ ‎10.1‎ ‎15.1‎ ‎20.0‎ ‎29.8‎ 他发现表中的ΔEp与ΔE 之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的．你是否同意他的观点？请说明理由．‎ ‎(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议．‎ ‎【解析】　(1)要测量小球下落的高度，应测量开始位置小球的球心到小球在A 点时球心的竖直距离，B正确．‎ ‎(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算ΔE ，将v折算成钢球的速度v′＝v.‎ ‎【答案】　(1)B　(2)1.50(1.49～1.51都算对)　1.50(1.49～1.51都算对)　(3)见解析　(4)见解析 ‎1．(2015·浙江理综，21，10分)(难度★★★)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验．‎ 图1‎ ‎ (1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材 ________；乙同学需在图中选用的器材________．(用字母表示)‎ 图2‎ ‎ (2)某同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图2所示的两条纸带 ①和②.纸带________的加速度大(填“①”或“②”)，其加速度大小为 ________．‎ 答案　(1)AB　BDE　(2)①　(2.5±0.2) m/s2‎ ‎2．[2015·重庆理综,6(1)，6分](难度★★★)同学们利用如图所示方法估测反应时 间．‎ 首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同 学的两指之间．当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的 刻度读数为x，则乙同学的反应时间为________(重力加速度为g)．基于上述原理,某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0～ 0.4 s，则所用直尺的长度至少为________cm(g取10 m/s2)；若以相等时间间隔 在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对 应的长度是________的(选填“相等”或“不相等”)．‎ 解析　(1)在人的反应时间内,直尺做自由落体运动，则x＝gt2，解得乙同学 的反应时间为t＝.当t＝0.4 s时，x＝gt2＝×10×0.42 m＝0.8 m＝80 cm， 即所用直尺的长度至少为80 cm;由于t∝，故每个时间间隔内在直尺上对 应的长度不相等．‎ ‎(2)①因电流表的内阻与Rx相当,故应采用电流表外接法，故电压表的a端应 连接到电路的c点．‎ 答案　(1)　80　不相等 ‎(2)①c　②4.1(4.0～4.2)　③减小　M　④b　d ‎3．[2015·福建理综，19(1)，6分](难度★★)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的 关系”的实验．‎ ‎①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73 cm；图乙 是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为 ________cm；‎ ‎②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作， 下列选项中规范的做法是________；(填选项前的字母)‎ A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 ‎③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是_________________________．‎ 解析　①由乙图知,读数为14.66 cm,所以弹簧伸长(14.66－7.73)cm＝6.93 cm;②若随意增减砝码,会作图不方便,有可能会超出弹簧形变范围,所以应 逐一增挂钩码,选项A正确.③由图知AB段伸长量与弹力不成线性关系，是 因为钩码重力超过弹簧弹力范围．‎ 答案　①6.93　②A　③钩码重力超过弹簧弹力范围 ‎4．[2015·四川理综,8(1)，6分](难度★★★)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关 系”时,安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1 个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上 ‎ 的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1＝________cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是 l2、l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2＝________N(当地重力加速度g＝9.8 m/s2)．要得到弹簧伸长量x，还需要测量 的是________，作出Fx曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系．‎ ‎5．(2015·安徽理综，21Ⅰ，6分)(难度★★★)在“验证力的平行四边形定则”实 验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定 在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端．用两个弹簧测力计分别拉住 两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示．请将以下的实验操作和处理补充完整：‎ ‎①用铅笔描下结点位置，记为O；‎ ‎②记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描 出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；‎ ‎③只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测 力计的示数F3，________________；‎ ‎④按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；‎ ‎⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F；‎ ‎⑥比较________的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相 应的改进后再次进行实验．‎ ‎6．[2015·广东理综,34(1)，8分](难度★★★))某同学使用打点计时器测量当地的 重力加速度．‎ ‎①请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系 有重物的纸带，使重物________(填“靠近”或“远离”)计时器下端； ________，________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重 复实验．‎ ‎②图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取________(填“b”或“c”)来计算 重力加速度．在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当 地重力加速度，主要原因是空气阻力和________________．‎ 解析　①为了使纸带打下的点多一些，竖直提起悬吊重物的纸带时应使重物 靠近打点计时器下端，且应先接通电流，再释放纸带，使重物自由下落．‎ ‎②重物下落是匀加速运动，故应选“b”来计算重力加速度；重物下落过程中 系统受重力，空气阻力，纸带与打点计时器间的摩擦力等．‎ 答案　①靠近　先接通打点计时器电源，再释放纸带 ‎②b　纸带与打点计时器之间有摩擦 ‎7．(2015·山东理综,21，10分)(难度★★★)某同学通过下述实验验证力的平行四 边形定则．实验步骤：‎ ‎①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向．‎ ‎②如图甲所示，‎ 将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直 到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹 簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧 秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：‎ F(N)‎ ‎0‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ l(cm)‎ l0‎ ‎10.97‎ ‎12.02‎ ‎13.00‎ ‎13.98‎ ‎15.05‎ ‎③找出②中F＝2.50 N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O′，橡皮筋的拉 力记为FO O′.‎ ‎④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示．用两圆珠 笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的 位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB.‎ 完成下列作图和填空：‎ ‎(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出Fl图线，根据图线求得l0＝ ________cm.‎ ‎(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则FOA的大小为________N.‎ ‎(3)根据给出的标度，作出FOA和FOB的合力F′的图示．‎ ‎(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．‎ 解析　(1)做出Fl图象,如图甲所示，求得直线的截距即为l0，可得l0＝10.0 cm ‎(4)通过比较F和FO O′的大小和方向，可得出实验结论．‎ 答案　(1)10.0(9.8、9.9、10.1均正确)　(2)1.80(1.70～1.90均正确)　(3)如图 乙所示　(4)FO O′‎ ‎8．(2015·江苏单 ，11，10分)(难度★★★)某同学探究小磁铁在铜管中下落时 受电磁阻尼作用的运动规律．实验装置如图1所示，打点计时器的电源为50 H 的交流电．‎ 图1‎ ‎(1)下列实验操作中，不正确的有________．‎ A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方 B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面 C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落 D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源 ‎(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验①”)，将磁铁从管口处释放， 打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时 点取一个计数点，标为1，2，…，8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点 到O点的距离，记录在纸带上，如图2所示．‎ 图2‎ 计算相邻计时点间的平均速度v，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表．请 将表中的数据补充完整.‎ 位置 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ v(cm/s)‎ ‎24.5‎ ‎33.8‎ ‎37.8‎ ‎____‎ ‎39.5‎ ‎39.8‎ ‎39.8‎ ‎39.8‎ ‎(3)分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变 ‎ 化情况是________________；磁铁受到阻尼作用的变化情况是_____________________________________________．‎ ‎(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为 “实验②”)，结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相 同．请问实验②是为了说明什么？对比实验①和②的结果可得到什么结论？‎ ‎ _________________________________________________________________‎ ‎ _________________________________________________________________‎ 解析　(1)在实验时，应用手捏住纸带上端，保持静止，再接通电源，让打点 计时器工作，然后迅速释放纸带,故做法不对的是C、D，所以本题正确选项 为C、D.‎ ‎(2)由v＝可求v4＝ m/s＝39.0 cm/s.‎ ‎ 1.【2014·福建卷】（6分）某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为cm和 mm ‎【答案】60.10 4.20‎ ‎【解析】（1）由图知测量值为60.10cm 游标卡尺主尺读数为4mm，游标尺10×0.02mm=0.20mm，故测量值为4.20mm；‎ ‎【考点定位】本题考查刻度尺与游标卡尺的读数 ‎2．（6 分）【2014·‎ 全国大纲卷】现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是10H ；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4。已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。数据如下表所示。重力加速度大小g=9.80m/s2。‎ 根据表中数据，完成下列填空：‎ ‎（1）物块的加速度a＝ m/s2（保留3位有效数字）。‎ ‎（2）因为 ，可知斜面是粗糙的。‎ ‎【答案】 （1）4.30（或4.29或4.31）；（2）物块加速度小于＝5.88m/s2（或物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度）‎ ‎【解析】‎ ‎【考点定位】本题主要考查了研究匀变速直线运动的实验、牛顿第二定律的应用。‎ ‎3.【2014·山东卷】（8分）某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。‎ 实验步骤：‎ ① 用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作；‎ ②‎ ‎ 将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示。在端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作；‎ ③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②； ‎ ‎ 实验数据如下表所示：‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ ‎3.00‎ ‎3.50‎ ‎4.00‎ ‎0.59‎ ‎0.83‎ ‎0.99‎ ‎1.22‎ ‎1.37‎ ‎1.61‎ ④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物连接，保持滑块静止，测量重物离地面的高度；‎ ⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的点（未与滑轮碰撞），测量间的距离。‎ 完成下列作图和填空：‎ （1）根据表中数据在给定坐标纸上作出图线。‎ （2）由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数（保留2位有效数字）。‎ （3）滑块最大速度的大小（用和重力加速度表示）。‎ ‎【答案】（1）如图所示 （2）0.40（0.38、0.39、0.41、0.42均正确）；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎（3）P落地后，滑块又前进了的距离才停止运动，在这段时间内，滑块做减速运动，根据，而滑块的加速度，代入数据整理得，最大速度为。‎ ‎4.【2014·浙江卷】（10分）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究。‎ ‎（1）某次测量如图2所示，指针示数为___________cm。‎ ‎（2）在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表1。用表1数据计算弹簧1的劲度系数为_________N/m（重力加速度g=10m/s2）。由表1数据____________（填“能”或“不能”）计算出弹簧2的劲度系数。‎ ‎【答案】（1）15.95cm--16.05cm （2）12.2—12.8 N/m 能 ‎【考点定位】刻度尺读数、胡可定律 ‎5.【2014·新课标全国卷Ⅱ】某实验小组探究弹簧的劲度系数 与其长度（圈数）的关系；实验装置如图（a）所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度；设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0‎ ‎；挂有质量为0.100 g砝码时，各指针的位置记为x；测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80m/s2）.已知实验所用弹簧的总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm.‎ ‎ ‎ P1‎ P2‎ P3‎ P4‎ P5‎ P6‎ x0 （cm）‎ ‎2.04‎ ‎4.06‎ ‎6.06‎ ‎8.05‎ ‎10.03‎ ‎12.01‎ x （cm）‎ ‎2.64‎ ‎5.26‎ ‎7.81‎ ‎10.30‎ ‎12.93‎ ‎15.41‎ n ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ ‎ （N/m）‎ ‎163‎ ‎①‎ ‎56.0‎ ‎43.6‎ ‎33.8‎ ‎28.8‎ ‎1/ （m/N）‎ ‎0.0061‎ ‎②‎ ‎0.0179‎ ‎0.0229‎ ‎0.0296‎ ‎0.0347‎ ‎（1）将表中数据补充完整： ① ， ② ；‎ ‎（2）以n为横坐标，1/ 为纵坐标，在图（b）给出的坐标纸上画出1/ -n图象；‎ ‎【答案】 （1）①81.7 ②0.0122 （2）见解析； ‎ ‎（3）③（N/m）（在之间均可） ‎ ‎④。（在之间均可）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）①中；‎ ‎②‎ ‎ （2）图线如图：‎ ‎（3）③由图线可知直线的斜率为，故直线方程满足，即（N/m）‎ ‎【考点定位】测量弹簧的劲度系数实验；‎ ‎6．【2014·江苏卷】（10分）小明通过实验验证力的平行四边形定则。‎ ‎（1）实验记录纸如题11-1图所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。‎ ‎（2）仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。‎ 实验装置如题11-2 图所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程，再次记录下N的轨迹。‎ 两次实验记录的轨迹如题11-3图所示，过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为 。‎ ‎（3）根据（2）中的实验，可以得出的实验结果有哪些? （填写选项前的字母）‎ A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比 B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长 C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大 D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大 ‎（4）根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。‎ ‎ ‎ ‎ 。‎ ‎【答案】 （1）如图所示 4.7N（4.6～4.9N均可）；（2）Fa＝Fb；（3）BD；（4）选用新橡皮筋；橡皮筋拉伸不宜过长 ‎【解析】‎ ‎（1）根据力的图示法作出力F1和F2的图示，如答案图所示，并根据力的平行四边形定则作出两者的合力，用刻度尺量得其长度为单位长度的4.7倍，即合力大小为4.7N（4.6～4.9N均可）。‎ ‎（2）设Oab与竖直方向的夹角为θ，根据共点力平衡条件解得：F＝mgtanθ，因此有：Fa＝Fb ‎【考点定位】本题主要考查了验证力的平行四边形定则实验和探究弹簧伸长量与弹力的关系实验问题，属于中档题。‎ ‎7.【2014·重庆卷】为了研究人们用绳索跨山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如题6图3所示的实验装置，他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计（不及质量及长度）固定在相距为D的两立柱上，固定点分别为P和Q，P低于Q，绳长为（）。他们首先在绳上距离P点10cm处（标记为C）系上质量为的重物（不滑动），由测力计读出绳PC、QC的拉力大小和，随后改变重物悬挂点的位置，每次将P到C点的距离增加10cm，并读出测力计的示数，最后得到、与绳长之间的关系曲线如题6图4所示，由实验可知：‎ ‎（1）曲线II中拉力最大时，C与P点的距离为______cm，该曲线为_______（选填：或）的曲线.‎ ‎（2）在重物从P移动到Q的整个过程中受到最大拉力的是______（选填：P或Q）点所在的立柱。‎ ‎（3）在曲线I、II相交处，可读出绳的拉力= N，它与、、和重力加速度的关系为= 。‎ ‎【答案】①60（56～64） ② ③ 4.30（4.25～4.35） ‎ ‎【解析】‎ ‎②比较两图象的顶点大小可知，I曲线的最高点更大，代表有最大拉力。‎ ‎③两曲线的交点表示左右的绳拉力大小相等，读出纵坐标为，设CQ绳与立柱的夹角为，延长CQ线交另立柱上，构成直角三角形，则，两拉力相等构成菱形由力的平衡可知，则x* /w ‎【考点定位】本题考查了平行四边形法则、力的平衡条件及其应用.‎ ‎8.【2014·新课标全国卷Ⅰ】某同学利用图（a）所示实验装置即数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图（b）所示，实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：‎ ‎（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成 （填“线性”或“非线性”）的关系。‎ ‎（2）由图（b）可知，图线不经过远点，可能的原因是 。‎ ‎（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是 ，钩码的质量应满足的条件是 。‎ ‎【答案】（1）非线性（2）存在摩擦力（3）调整轨道倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车质量 ‎【解析】‎ 只有当时。，图象近似为直线。‎ ‎【考点定位】探究牛顿第二定律实验探究 ‎9.【2014·安徽卷】图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。‎ ‎（1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有________.‎ a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平 b.每次小球释放的初始位置可以任意选择 c.每次小球应从同一高度由静止释放 d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接 ‎（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_________.‎ ‎（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点水平距离Δx为40.0cm，则平抛小球的初速度v0为______m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度为vC=______m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）。‎ ‎ ‎ ‎【答案】（1）a、c；（2）c（3）2.0；4.0‎ ‎【解析】‎ ‎（1）斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向，故a对；为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球的释放点都应该相同，b错c对；小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线，d错。‎ ‎（2）平抛运动的水平位移与竖直位移分别满足的关系是：‎ 水平初速度为 C点的竖直分速度为 由运动合成可知 ‎【考点定位】实验：平抛物体的运动 ‎10.【2014·广东卷】某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧弹性势能与压缩量的关系 ‎①如图23（a），将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数 = N/m。（g取9.80m/s2）‎ 砝码质量（g）‎ ‎50‎ ‎100‎ ‎150‎ 弹簧长度（cm）‎ ‎8.62‎ ‎7.63‎ ‎6.66‎ ‎②取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图23（b）所示：调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小 。‎ ‎③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为 。‎ ‎④重复③中操作，得到v与x的关系如图23（c）。由图可知，v与x成 关系。由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的 成正比。‎ ‎【答案】①50N/m（49.5～50.5） ②相等 ③动能 ④正比；x2（或压缩量的平方）‎ ‎【解析】‎ ‎【考点定位】本题考查胡克定律和能量转化 ‎11.【2014·天津卷】某同学把附有滑轮的长木板放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系，此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的实验装置如图所示。‎ ‎①若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些 。‎ ‎②‎ 实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，他这样做的目的是下列的哪个 （填字母代号）‎ A． 避免小车在运动过程中发生抖动 B． 可使打点计时器在纸带上打出的点清晰 C． 可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D． 可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力 ‎③平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法： 。‎ ‎④他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，这一情况可能是下列哪些原因造成的 （填字母代号）。 ‎ A． 在接通电源的同时释放了小车 B． 小车释放时离打点计时器太近 C． 阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉 D． 钩码匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力 ‎【答案】① 刻度尺、天平（包括砝码）；② D；③ 可在小车上加适量的砝码（或钩码）；④ CD；‎ ‎【解析】‎ 拉力会导致拉力做功大于小车动能增量；如果实验未平衡摩擦力也会导致拉力做功大于动能增量，故选项CD正确；‎ ‎【考点定位】力学实验：探究功与动能变化的关系 ‎（2013·新课标Ⅰ卷）22.（7分）‎ 图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下: ①用天平测量物块和遮光片的总质量M.重物的质量m:用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测量两光电门之间的距离s；‎ ‎②调整轻滑轮，使细线水平:‎ ‎③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△tA和△tB,求出加速度a；‎ ‎④多次重复步骤③，求a的平均 ;‎ ‎⑤根据上述实验数据求出动擦因数μ。‎ 回答下列为题：‎ ‎(1) 测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为‎1mm)的示如图（b）所示。其读数为 cm ‎（2）物块的加速度a可用d、s、△tA,和△tB,表示为a=_________ ‎ ‎(3)动摩擦因数μ可用M、m、 ;和重力加速度g表示为μ=__________ ‎ ‎（4）如果细线没有调整到水平.由此引起的误差属于 （填“偶然误差”或”系统误差” ）‎ ‎【答案】(1)0.960(2)(3)(4)系统误差 ‎【解析】(1)由游标卡尺的读数规则可得=‎9mm+12‎0.05mm=‎9.560mm=‎0.960cm (2), ,由,解得 ‎ (3)由牛顿第二定律可知解得 (4)由原理可知属于系统误差。难度中等。‎